JP2012172166A - Ｆｅ−Ｃｒ合金部材の表面処理方法 - Google Patents
Ｆｅ−Ｃｒ合金部材の表面処理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012172166A JP2012172166A JP2011032976A JP2011032976A JP2012172166A JP 2012172166 A JP2012172166 A JP 2012172166A JP 2011032976 A JP2011032976 A JP 2011032976A JP 2011032976 A JP2011032976 A JP 2011032976A JP 2012172166 A JP2012172166 A JP 2012172166A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- surface treatment
- treatment method
- alloy member
- alloy
- hydrazine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
Abstract
【課題】部材の表面に被膜を低コストで形成することができるＦｅ−Ｃｒ合金部材の表面処理方法を提供する。
【解決手段】Ｆｅ−Ｃｒ合金部材をヒドラジン水溶液に浸漬して、下記式（１）〜（３）を満たす温度Ｔ（Ｋ）及び時間ｔ（Ｈ）で処理することにより、当該部材の表面に厚さＦ（μｍ）の被膜を形成する。
Ｆ＝ｅｘｐ［−２６４５×｛（１／Ｔ）＋２．２｝］×ｔ ・・・（１）
５５３≦Ｔ≦５９３ ・・・（２）
０．５≦ｔ≦２４ ・・・（３）
【選択図】なし
【解決手段】Ｆｅ−Ｃｒ合金部材をヒドラジン水溶液に浸漬して、下記式（１）〜（３）を満たす温度Ｔ（Ｋ）及び時間ｔ（Ｈ）で処理することにより、当該部材の表面に厚さＦ（μｍ）の被膜を形成する。
Ｆ＝ｅｘｐ［−２６４５×｛（１／Ｔ）＋２．２｝］×ｔ ・・・（１）
５５３≦Ｔ≦５９３ ・・・（２）
０．５≦ｔ≦２４ ・・・（３）
【選択図】なし
Description
本発明は、マルテンサイト系ステンレス鋼等のようなＦｅ−Ｃｒ合金部材の表面処理方法に関し、特に、原子炉の制御棒駆動装置の駆動軸を表面処理する場合に有効である。
原子炉の制御棒駆動装置（ＣＲＤＭ）は、制御棒の上端に連結されて案内管の内部に配設された駆動軸を外部からの磁力により当該案内管に沿って移動させることにより、制御棒を駆動することができるようになっている。このため、上記駆動軸には、マルテンサイト系ステンレス鋼等のようなＦｅ−Ｃｒ合金（例えば、ＳＵＳ４１０等）が使用されている。
このようなＣＲＤＭは、それぞれの部材をその形態に加工して組み立て、機能試験を行ってから、原子炉容器に取り付けて原子炉全体の性能試験を行った後に、運転に供されることから、部材の加工・組立から原子炉の運転開始までに約１〜２年程の期間を要してしまっている。このため、上記駆動軸は、上記期間中、上記案内管との間の微小な隙間（最大約０．４ｍｍ程度）部分で湿潤大気や酸素含有純水等の腐食性環境に曝されてしまうことから、表面処理が施されている。
このようなＣＲＤＭの駆動軸の表面処理方法としては、例えば、下記特許文献１等に記載されているように、上記部材をヒドラジン水溶液（５０ｐｐｍ）中に浸漬して加熱処理（２３０〜３００℃×２５〜５０時間）することにより、水中の溶存酸素を除去しながら上記部材の表面にＦｅ−Ｃｒスピネル系の耐食性を有する被膜（Ｆｅ2ＣｒＯ4）を形成することが知られている。
しかしながら、前記特許文献１等に記載されている表面処理方法においては、処理に非常に時間を要してしまうため（２５〜５０時間）、高コスト化の一因となっていた。
このような問題は、ＣＲＤＭの駆動軸に限らず、マルテンサイト系ステンレス鋼等を始めとするＦｅ−Ｃｒ合金（例えば、ＳＵＳ４１０等）からなる部材であれば、同様にして生じ得ることである。
このようなことから、本発明は、部材の表面に被膜を低コストで形成することができるＦｅ−Ｃｒ合金部材の表面処理方法を提供することを目的とする。
前述した課題を解決するための、第一番目の発明に係るＦｅ−Ｃｒ合金部材の表面処理方法は、Ｆｅ−Ｃｒ合金部材をヒドラジン水溶液に浸漬して、下記式（１）〜（３）を満たす温度Ｔ（Ｋ）及び時間ｔ（Ｈ）で処理することにより、当該部材の表面に厚さＦ（μｍ）の被膜を形成することを特徴とする。
Ｆ＝ｅｘｐ［−２６４５×｛（１／Ｔ）＋２．２｝］×ｔ ・・・（１）
５５３≦Ｔ≦５９３ ・・・（２）
０．５≦ｔ≦２４ ・・・（３）
５５３≦Ｔ≦５９３ ・・・（２）
０．５≦ｔ≦２４ ・・・（３）
第二番目の発明に係るＦｅ−Ｃｒ合金部材の表面処理方法は、第一番目の発明において、前記水溶液のヒドラジンの濃度が５０〜１０００ｐｐｍであることを特徴とする。
第三番目の発明に係るＦｅ−Ｃｒ合金部材の表面処理方法は、第一番目又は第二番目の発明において、前記部材が、原子炉の制御棒駆動装置（ＣＲＤＭ）の駆動軸であり、下記式（４）をさらに満たしていることを特徴とする。
０．１≦Ｆ＜０．４ ・・・（４）
本発明に係るＦｅ−Ｃｒ合金部材の表面処理方法によれば、部材の表面に被膜を低コストで形成することが簡単にできる。
本発明に係るＦｅ−Ｃｒ合金部材の表面処理方法は、上述した課題を解決するためになされたものであって、マルテンサイト系ステンレス鋼等を始めとするＦｅ−Ｃｒ合金（例えば、ＳＵＳ４１０等）からなる部材をヒドラジン水溶液に浸漬して処理するにあたって、本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、温度Ｔ（Ｋ）及び時間ｔ（Ｈｒ）と上記部材の表面に形成される被膜の厚さＦ（μｍ）との間に下記式（１）〜（３）に示す関係があることを見出し、完成するに至った。
Ｆ＝ｅｘｐ［−２６４５×｛（１／Ｔ）＋２．２｝］×ｔ ・・・（１）
５５３≦Ｔ≦５９３ ・・・（２）
０．５≦ｔ≦２４ ・・・（３）
５５３≦Ｔ≦５９３ ・・・（２）
０．５≦ｔ≦２４ ・・・（３）
特に、上記部材が、原子炉の制御棒駆動装置（ＣＲＤＭ）の駆動軸の場合には、下記式（４）をさらに満たしていると好適であることが明らかとなった。
０．１≦Ｆ＜０．４ ・・・（４）
このような上記式（１）〜（３）や上記式（４）を満たす条件で上記部材を表面処理すると、Ｆｅ−Ｃｒスピネル系の耐食性を有する被膜（Ｆｅ2ＣｒＯ4）を当該部材の表面に目的とする厚さＦ（μｍ）で形成することができるので、上記被膜を必要十分な厚さで上記部材の表面に形成することが容易にできる。
このため、本発明に係るＦｅ−Ｃｒ合金部材の表面処理方法においては、必要な厚さの上記被膜を上記部材の表面に形成するにあたって、必要最小限の時間及び温度で処理することが容易にできる。
したがって、本発明に係るＦｅ−Ｃｒ合金部材の表面処理方法によれば、上記部材の表面に被膜を低コストで形成することが簡単にできる。
なお、前記水溶液のヒドラジンの濃度は、５０ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍであると好ましい。なぜなら、前記水溶液のヒドラジンの濃度が５０ｐｐｍ未満であると、当該水溶液中の溶存酸素を十分に除去しにくくなりやすく、前記水溶液のヒドラジンの濃度が１０００ｐｐｍを超えると、ヒドラジンを無駄に使用してしまい、コストの上昇を招いてしまうからである。
本発明に係るＦｅ−Ｃｒ合金部材の表面処理方法の効果を確認するために行った確認試験を以下に説明するが、本発明は以下に説明する確認試験のみに限定されるものではない。
［確認試験］
５０ｐｐｍヒドラジン水溶液を入れたオートクレーブにＳＵＳ４１０からなる円板（直径６０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍ）を入れて２８０℃に加熱し、規定時間（５時間及び２５時間）処理することにより、試験品（５時間処理：６枚）及び従来品（２５時間処理：６枚）を得た。また、基準とするため、表面処理をしていないＳＵＳ４１０の円板（直径６０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍ）からなる未処理品（６枚）も併せて用意した。
５０ｐｐｍヒドラジン水溶液を入れたオートクレーブにＳＵＳ４１０からなる円板（直径６０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍ）を入れて２８０℃に加熱し、規定時間（５時間及び２５時間）処理することにより、試験品（５時間処理：６枚）及び従来品（２５時間処理：６枚）を得た。また、基準とするため、表面処理をしていないＳＵＳ４１０の円板（直径６０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍ）からなる未処理品（６枚）も併せて用意した。
次に、水を底に張ったガラス製のデシケータ（６台）内に上記試験品及び上記従来品並びに上記未処理品を宙吊りになるようにそれぞれ設置し（各１枚ずつ）、これらデシケータをウォータバス内に設置して規定温度（３０℃）で維持することにより、当該デシケータ内を高湿度（１００％）状態で所定期間保持した後（３か月（２台）、９か月（４台））、当該デシケータ内から上記試験品及び上記従来品並びに上記未処理品を取り出して、各品の孔食発生点数（１枚当たりの平均値）を求めた。その結果を図１に示す。
図１からわかるように、未処理品は、孔食発生点数（１枚当たりの平均値）が３か月で３点、９か月で６．３点であった。これに対して、従来品（２５時間処理）は、孔食発生点数（１枚当たりの平均値）が３か月で０点、９か月で１点であり、試験品（５時間処理）は、孔食発生点数（１枚当たりの平均値）が３か月で０点、９か月で０．５点となった。
よって、本発明に係るＦｅ−Ｃｒ合金部材の表面処理方法は、従来の表面処理方法と同様な効果を得ながらも、従来の表面処理方法よりも低コストで実施できることが確認された。
本発明に係るＦｅ−Ｃｒ合金部材の表面処理方法は、部材の表面に被膜を低コストで形成することが簡単にできるので、金属加工産業等を始めとする各種産業において極めて有益に利用することができる。
Claims (3)
- Ｆｅ−Ｃｒ合金部材をヒドラジン水溶液に浸漬して、下記式（１）〜（３）を満たす温度Ｔ（Ｋ）及び時間ｔ（Ｈ）で処理することにより、当該部材の表面に厚さＦ（μｍ）の被膜を形成する
ことを特徴とするＦｅ−Ｃｒ合金部材の表面処理方法。
Ｆ＝ｅｘｐ［−２６４５×｛（１／Ｔ）＋２．２｝］×ｔ ・・・（１）
５５３≦Ｔ≦５９３ ・・・（２）
０．５≦ｔ≦２４ ・・・（３） - 請求項１に記載のＦｅ−Ｃｒ合金部材の表面処理方法において、
前記水溶液のヒドラジンの濃度が５０〜１０００ｐｐｍである
ことを特徴とするＦｅ−Ｃｒ合金部材の表面処理方法。 - 請求項１又は請求項２に記載のＦｅ−Ｃｒ合金部材の表面処理方法において、
前記部材が、原子炉の制御棒駆動装置（ＣＲＤＭ）の駆動軸であり、
下記式（４）をさらに満たしている
ことを特徴とするＦｅ−Ｃｒ合金部材の表面処理方法。
０．１≦Ｆ＜０．４ ・・・（４）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011032976A JP2012172166A (ja) | 2011-02-18 | 2011-02-18 | Ｆｅ−Ｃｒ合金部材の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011032976A JP2012172166A (ja) | 2011-02-18 | 2011-02-18 | Ｆｅ−Ｃｒ合金部材の表面処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012172166A true JP2012172166A (ja) | 2012-09-10 |
Family
ID=46975363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011032976A Pending JP2012172166A (ja) | 2011-02-18 | 2011-02-18 | Ｆｅ−Ｃｒ合金部材の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2012172166A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105556612A (zh) * | 2013-09-30 | 2016-05-04 | 阿科姆工程合资(控股)公司 | 一种核反应堆钢表面的原位钝化方法 |
-
2011
- 2011-02-18 JP JP2011032976A patent/JP2012172166A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105556612A (zh) * | 2013-09-30 | 2016-05-04 | 阿科姆工程合资(控股)公司 | 一种核反应堆钢表面的原位钝化方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Vogt et al. | A review of the surface modifications for corrosion mitigation of steels in lead and LBE | |
| JP6082625B2 (ja) | ステンレス鋼帯の製造方法 | |
| JP2012172166A (ja) | Ｆｅ−Ｃｒ合金部材の表面処理方法 | |
| US20140378733A1 (en) | Oxidation Decontamination Reagent for Removal of the Dense Radioactive Oxide Layer on the Metal Surface and Oxidation Decontamination Method Using the Same | |
| CN106442293A (zh) | 用于低Cr管线钢抗二氧化碳腐蚀性能的检验方法 | |
| JP2017536481A (ja) | ステンレス鋼帯を処理する、特に酸洗処理のための方法及びシステム | |
| CN112304732B (zh) | 一种低密度钢原始奥氏体晶界显示方法和应用 | |
| Ribeiro et al. | Morphology characterisation of pitting corrosion on sensitized austenitic stainless steel by digital image analysis | |
| CA2962286A1 (en) | Ni-based alloy tube | |
| JPS63216986A (ja) | 低Ｃｒ鋼の高速酸洗方法 | |
| US10037822B2 (en) | Method for the in situ passivation of the steel surfaces of a nuclear reactor | |
| US6150040A (en) | Pure steam-related apparatus protected from fouling and method of manufacturing the same | |
| JP2000144461A (ja) | ステンレス鋼板の表面処理方法 | |
| JP5694181B2 (ja) | アジピン酸を結晶化させるための装置 | |
| JP2008266697A (ja) | ステンレス鋼材の酸洗方法及び製造方法 | |
| JP6096820B2 (ja) | 鋼線材コイルの表皮溶削方法 | |
| Alves et al. | The Sensitisation Behaviour of Alloy UNS N08825 after Heat Treatment as Used in Clad Materials | |
| JPS58199879A (ja) | ステンレス鋼の酸洗方法 | |
| JP7337753B2 (ja) | 使用済み核燃料再処理機器の腐食監視方法、および腐食監視装置 | |
| JP2960195B2 (ja) | 鋼帯のデスケーリング制御方法 | |
| Shin | Effect of Thermo-Mechanical Processing on Initiation and Propagation of Stress Corrosion Cracking in 304L Austenitic Stainless Steel | |
| JPS62127484A (ja) | スケ−ル除去方法 | |
| JP2968358B2 (ja) | 鋼帯の高速脱スケーリング方法 | |
| JPS5839785A (ja) | 化学装置の耐食性向上方法 | |
| JPS5948928B2 (ja) | 耐応力腐食性オ−ステナイト系ステンレス鋼の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140213 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140804 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140812 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141010 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141111 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20150310 |